建筑工程中超高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

王成旸

【摘要】目前，我國支撐建筑業(yè)增長的經(jīng)濟(jì)正在突飛猛進(jìn)，高層建筑已成為城市的象征。在高層建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)施工是一項(xiàng)新的、最新的技術(shù)任務(wù)，高層鋼結(jié)構(gòu)施工機(jī)械相當(dāng)復(fù)雜，這就需要大量的專業(yè)施工技術(shù)人員，在戰(zhàn)略項(xiàng)目中，以求實(shí)的精神和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，促進(jìn)行業(yè)更好的發(fā)展。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，超高層建筑作為一種新型的建筑模式受到了廣泛的關(guān)注，它代表了一種新型的設(shè)計(jì)和審美建筑。本文首先分析了鋼結(jié)構(gòu)超高水平施工管理中存在的問題，進(jìn)一步從施工前管理技術(shù)和施工過程管理技術(shù)兩方面對(duì)鋼轉(zhuǎn)子上部結(jié)構(gòu)工程管理進(jìn)行了探討，希望能為相關(guān)工程提供借鑒。本篇文章根據(jù)具體的工程實(shí)例，進(jìn)行對(duì)超高層鋼結(jié)構(gòu)的介紹與分析，重點(diǎn)闡述了在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展、在我國建筑行業(yè)不斷進(jìn)步的前提之下，對(duì)于高層鋼結(jié)構(gòu)也需要進(jìn)行相應(yīng)的控制，但由于這些樓層普遍較高，所以施工難度大，組織難度大。所以對(duì)于高層鋼結(jié)構(gòu)的使用上，政府的建筑技術(shù)使用，需要大量的使用在高層建筑以及多層建筑當(dāng)中。本文將按照具體的高層建筑實(shí)際例子，分析超高層鋼技術(shù)，鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在我國高層建筑中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，同時(shí)由于鋼材本身的獨(dú)特性質(zhì)，其硬度較高，所以其塑性以及強(qiáng)度能相應(yīng)的性能可以平均分布到質(zhì)量之上，并且擁有著不錯(cuò)的受力能力，可以為高層建筑的安全程度以及穩(wěn)定程度進(jìn)行大量的提升。

【關(guān)鍵詞】超高層建筑;施工技術(shù);鋼結(jié)構(gòu)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

17.112

緒論

超高層建筑技術(shù)是國家綜合技術(shù)水平的體現(xiàn)，同時(shí)也能夠在某種程度上映射了我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，以及相應(yīng)的科技能力。由于社會(huì)的進(jìn)步，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速提升，國家群眾的生活也不斷變好，因此城市化程度也在穩(wěn)步上升，大量的城市人口給國家?guī)砹烁鞣N壓力，適當(dāng)建設(shè)超高層建筑可以減少城市人口的增長，大大提高土地利用效率，但是上部結(jié)構(gòu)的施工不同于普通的多層建筑，高度的增長和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性給建筑帶來了極大的不便。作者根據(jù)超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的實(shí)際情況，論述了超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的經(jīng)驗(yàn)，高高層鋼的構(gòu)成，往往需要包含這樣幾個(gè)步驟：結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、工廠組裝、工廠結(jié)構(gòu)驗(yàn)收等工序，運(yùn)輸、安裝等，懸吊、塞焊、樓板混凝土澆筑等，這一系列問題很多，因此，整個(gè)施工的過程也在不斷的接觸各種各樣出現(xiàn)的問題。過程控制是施工管理的核心。如果過程控制不正確，不單單會(huì)對(duì)工期產(chǎn)生不利的影響，都是質(zhì)量也很難有所保障。高層鋼結(jié)構(gòu)普遍要求十分高的工作質(zhì)量，工期緊，施工質(zhì)量和工期的保證有賴于對(duì)新設(shè)備、以及相應(yīng)的新興工藝的使用，并且需要一個(gè)較為合理的監(jiān)督和管理小組。該樓采用大量中厚板，以及獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和大量的焊縫，施工、控制和施工三者共同建立科學(xué)合理的組織管理體系。第一點(diǎn)是使用將項(xiàng)目經(jīng)理作為核心的工作小組，完善項(xiàng)目管理，提高施工管理效率，采用行政的方式，并且兼顧經(jīng)濟(jì)效益，有效的提高全體員工的積極程度，確保項(xiàng)目在人力資源方面的成功。在進(jìn)行管理模式的選擇當(dāng)中，使用三級(jí)管理方式，并且設(shè)置具體的施工流程圖，多層次管理規(guī)劃，及時(shí)掌握和掌握工作進(jìn)度，并且對(duì)于那些技術(shù)上、工作質(zhì)量上、安全情況等方向產(chǎn)生的種種問題進(jìn)行解決。大量的投入相應(yīng)的研究人員以及設(shè)備的使用，保證能夠隨時(shí)把控工程進(jìn)度。此列方法的使用，不但能夠很好的加強(qiáng)工作的效率，而且積累了項(xiàng)目管理的綜合經(jīng)驗(yàn)。

一、項(xiàng)目工程

該大廈，包含了地下的五層以及地上的40層結(jié)構(gòu)，同時(shí)將采用超高層鋼結(jié)構(gòu)，其樓層的主體包括有鋼制的梁、柱等等，并且選用H型鋼材。此次樓層的設(shè)計(jì)主要為兩組樓房以及相應(yīng)的基地，整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)雖然復(fù)雜但是美觀，因此要求較高的工藝。

二、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件吊裝前的準(zhǔn)備

超高層建筑一般位于市中心，施工場(chǎng)地一般較窄，超高等級(jí)鋼結(jié)構(gòu)施工，鋼結(jié)構(gòu)鋪設(shè)前，需做好進(jìn)場(chǎng)、驗(yàn)收、鋪設(shè)準(zhǔn)備，對(duì)整個(gè)工程的筒倉施工有著嚴(yán)重影響。比如，在超高鋼結(jié)構(gòu)施工中，由于鋼結(jié)構(gòu)數(shù)量多、場(chǎng)地面積有限，需要堆放，在這種情況下，如果輸入構(gòu)件的順序和堆放沒有詳細(xì)規(guī)劃，安裝時(shí)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)要掛起的構(gòu)件，壓在其他構(gòu)件底部，或需要立即安裝的結(jié)構(gòu)尚未進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，拉至現(xiàn)場(chǎng)的構(gòu)件現(xiàn)在不想安裝，這可能導(dǎo)致施工現(xiàn)場(chǎng)部件重復(fù)超載、超載、部件混淆、延遲加載，影響整個(gè)施工過程，增加施工管理的難度和成本。高層建筑主樓施工前，設(shè)計(jì)部門制定了鋼結(jié)構(gòu)的筒倉詳細(xì)施工方案，項(xiàng)目各單元數(shù)量、描述了其形狀、重量、安裝位置，根據(jù)懸掛裝配公式，加強(qiáng)進(jìn)、著陸順序及著陸前后相鄰構(gòu)件數(shù)量，不得擅自進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，按規(guī)定程序堆放。如圖1

三、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件垂直運(yùn)輸設(shè)備的選擇、布置與安拆

1.垂直運(yùn)輸設(shè)備的選擇

為確保本工程范圍內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)敷設(shè)工程順利進(jìn)行，采用大量鋼結(jié)構(gòu)、零部件，大量超長、超大、重、偏心等構(gòu)件，其主要任務(wù)是選擇垂直輸送設(shè)備滿足電梯工程要求，在選擇垂直輸送設(shè)備時(shí)，為了綜合考慮結(jié)構(gòu)型式、安裝位置、安裝拆卸方便、現(xiàn)場(chǎng)安全可靠等情況。

2.垂直運(yùn)輸設(shè)備的布置

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件、施工形式和結(jié)構(gòu)布置圖，結(jié)合垂直運(yùn)輸任務(wù)和方案，對(duì)兩座及以上塔架進(jìn)行超長、超大、超重、偏心等部位的吊裝作業(yè)，沿裙板周長放置在兩座塔架的桿中，有一個(gè)塔架，以滿足整個(gè)工作層的吊裝要求。

3.提高垂直運(yùn)輸效率

在施工過程中，引入外置發(fā)動(dòng)機(jī)輔助系統(tǒng)（絞車提升搖臂）來解決雙塔的提升問題，應(yīng)在提前工作年限起到?jīng)Q定性作用;國內(nèi)大型塔式起重機(jī)的安裝與拆卸一直是一項(xiàng)艱巨而繁重的技術(shù)任務(wù)。在工作過程中，研究了一系列大型表面懸掛的特殊拆裝方法，證明了其可靠性和可行性，不僅成功地解決了塔架的拆除問題，而且為國內(nèi)類似工程的內(nèi)壁懸掛器修復(fù)進(jìn)行了嘗試。如圖2

四、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件定位測(cè)量

在進(jìn)行對(duì)高層鋼的施工當(dāng)中，其X軸以及Y軸的具體偏差值是整個(gè)工程當(dāng)中十分重要的標(biāo)準(zhǔn)，并且能夠作為控制工程整體效果的有效措施，應(yīng)以測(cè)量作為施工檢驗(yàn)的依據(jù)。從鋼結(jié)構(gòu)施工過程中可以看出，在整個(gè)施工的流程當(dāng)中，我們可以知道，各種操作相互關(guān)聯(lián)，具體的監(jiān)測(cè)量方式，將對(duì)于工程的進(jìn)度與質(zhì)量起到直接的影響，制定了測(cè)量安裝控制方案，為了保證基線的準(zhǔn)確性，對(duì)支撐點(diǎn)和高程進(jìn)行了地調(diào)，然后安裝與柱相關(guān)的其他元件，并在安裝完成后系統(tǒng)測(cè)量和糾正單個(gè)多余部分。在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，由于采取了適當(dāng)?shù)拇胧蟠蠼档土藰?biāo)定難度，提高了測(cè)量和校準(zhǔn)效率，同時(shí)建立了不同施工過程之間的良性循環(huán)，以保證測(cè)量質(zhì)量，監(jiān)管機(jī)構(gòu)介紹了第三方，為了控制鋼結(jié)構(gòu)安裝在整個(gè)測(cè)量跟蹤過程中，第三方參與測(cè)量的整體結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)的、具體的測(cè)量數(shù)據(jù)。為了保證其結(jié)構(gòu)能夠準(zhǔn)確無誤，符合具體預(yù)設(shè)數(shù)值，制定一個(gè)專門的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，保證其質(zhì)量符合規(guī)定，超高空鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安裝有別于普通建筑，為施工檢驗(yàn)提供可靠依據(jù).本對(duì)象全面分析了安裝過程、安裝的市場(chǎng)，以及各個(gè)組件之間內(nèi)部的關(guān)聯(lián)，并且使用高科技手段相關(guān)的測(cè)量裝置，對(duì)區(qū)域進(jìn)行分類，確定標(biāo)準(zhǔn)化程序、個(gè)人、固定、區(qū)域、定時(shí)，某些類型的工作，等等。只確定自己計(jì)量的權(quán)限范圍，鉆完后進(jìn)行介紹性指導(dǎo)，盡量避免施工時(shí)間，由于計(jì)量不當(dāng)造成的延誤主要是從復(fù)工和重新安裝到計(jì)量失敗，將原來的“一般修正”改為“過程修正”，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)，可以大大節(jié)省時(shí)間。

五、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊接

高層鋼普遍需要較長的時(shí)間，且其建設(shè)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工件大、并且要求一定的質(zhì)量，身為鋼結(jié)構(gòu)施工當(dāng)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，對(duì)于焊縫的實(shí)施流程其具體水平對(duì)于整個(gè)流程的安全程度以及，工程的質(zhì)量以及施工效率有十分關(guān)鍵的影響。Q345gjb高強(qiáng)度鋼廣泛應(yīng)用于建筑施工中，選擇了最合適的工藝參數(shù)：H331堆焊用H10Mn2焊劑，c02-71l焊件;同時(shí)，在選派高科技焊工上崗時(shí)，一定要保證，這樣一來，在第一次檢查中，焊接合格率就不會(huì)再回到工作崗位。以上措施消除了工作時(shí)間緊迫與焊接材料多的矛盾，使工作順利進(jìn)行。對(duì)施工中鋼柱與梁柱之間的普通焊縫，提出了焊前預(yù)熱、焊后溫度保證、焊接部位堆成等，能夠很好的提升整體質(zhì)量，并且有效較少變形的出現(xiàn)。經(jīng)第三方檢驗(yàn)，100%合格，取得了良好的技術(shù)效益超高層鋼結(jié)構(gòu)具有體積大、類型多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工程量大、質(zhì)量高等特點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)原材料的生產(chǎn)和焊接是鋼結(jié)構(gòu)施工的重要環(huán)節(jié)。焊接人員的水平、培訓(xùn)和焊接以及操作的選擇是“安全、優(yōu)質(zhì)、高效的工作”。高層建筑：1：9，在我國很少有對(duì)于結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行保證的。相應(yīng)部門對(duì)設(shè)計(jì)的方案展開了具體的細(xì)致的研究分析，在鋼結(jié)構(gòu)的種類劃分方案當(dāng)中，設(shè)計(jì)了鋼結(jié)構(gòu)的布置、預(yù)制廠，最大可能的在工廠內(nèi)部展開相應(yīng)的焊接工作，同時(shí)使用最新的高科技水平焊機(jī)，對(duì)于焊接的整個(gè)流程進(jìn)行一個(gè)程序化以及標(biāo)準(zhǔn)化，避免在工作的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接。所以，在這一領(lǐng)域當(dāng)中，同樣有著十分大量的工作需求，所以在整個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中設(shè)立相應(yīng)的工作小組，并使用多種多樣的手段與方式，發(fā)明了設(shè)備的組合焊接工作，設(shè)計(jì)并采用了上下結(jié)合的裝置，以保證安全運(yùn)行和施工保護(hù)，改進(jìn)了氣體抗CO2半自動(dòng)焊接技術(shù)，技術(shù)更加先進(jìn)，從根本上解決了立焊、縱焊和節(jié)角焊的焊接問題，保證了整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的工期和質(zhì)量。

結(jié)論：

由于建筑事業(yè)的不斷發(fā)展，我們需要對(duì)建筑中種種工藝流程進(jìn)行相應(yīng)的思考。上部結(jié)構(gòu)施工要求對(duì)施工結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，對(duì)施工過程進(jìn)行精確的建模，特別是特殊構(gòu)件的激活順序可以防止安全事故的發(fā)生，施工前必須準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)的內(nèi)部強(qiáng)度和變形，以提高施工結(jié)構(gòu)的安全性。在施工初期，必須充分了解所需構(gòu)件的形狀和特點(diǎn)，從而建立合理的施工順序，從而達(dá)到理想的荷載形式。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)來說，其減速系數(shù)非常重要，因此需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的氣象條件和施工進(jìn)度，達(dá)到降低徐變效應(yīng)、提高工程質(zhì)量的目的，安全的保證是整個(gè)工程當(dāng)中十分關(guān)鍵的一點(diǎn)。高層結(jié)構(gòu)因其本身的特點(diǎn)——高度數(shù)值大、懸停地點(diǎn)多等，為了確保能夠安全進(jìn)行工程，需要在工程當(dāng)中設(shè)置相應(yīng)的督查小組，以及工程質(zhì)檢員，并設(shè)立一個(gè)合理的工作流程，培養(yǎng)相關(guān)工作人員的安全意識(shí)，避免薄弱的環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建鋼，項(xiàng)杰，曹豐等.淺談超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（07）：223-224.

[2]陳軍.超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)加工與安裝技術(shù)研究[D].浙江工業(yè)大學(xué)，2013.

[3]桂宇飛，張騰龍，李偉男，等.復(fù)雜超高層鋼結(jié)構(gòu)施工管理技術(shù)[J].建筑技術(shù)，2014，45（006）：515-517.

[4]何亞東.超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)加工與安裝技術(shù)研究[J].工程技術(shù)（引文版），2016，000（003）：00151-00151.